STEAM教育视角的数字化科普旅游资源开发

李翠白

根据互联网时代科普旅游的发展态势，本文首先阐述STEAM教育的跨学科融合内涵以及其对科普旅游资源开发的启示，进而运用STEAM教育理论深入分析常见的数字化科普旅游产品特性与开发策略，揭示互联网时代科普旅游资源开发的跨学科创新属性。

引言

科普旅游是科普和旅游相结合而产生的新兴旅游方式，是国内外旅游业发展的重要组成部分。借助科技知识与旅游产品的融合，提升旅游产业的文化教育内涵，拓展科普教育工作的影响，成为互联网时代旅游业发展的新兴方向。科普旅游既是旅游业发展逐渐进入高层次的表现，也是科学技术发展到新阶段的产物。在科普旅游开发中，随着“互联网+旅游”等智慧旅游概念的兴起以及青少年研学旅行与游客深度旅游体验的需求增长，融合科普教育、野外生存教育的地方旅游文化资源开发成为新兴的热点领域，跨学科的STEAM野外课程开发、各种数字化旅游资源、虚拟旅游产品与科普旅游教育日渐融合。

鉴于科普旅游资源开发的教育性与学科交叉性，本文首先分析了STEAM教育的跨学科融合内涵，提出运用STEAM教育理念进行科普旅游资源开发的必要性，进而深入分析基于互联网技术的科普旅游资源设计与开发特性。

一、STEAM教育的跨学科内涵

从本质上说，STEM教育与STEAM教育，都是以学生真实问题解决能力、创新思维能力以及跨学科素养培养为主要目标的统整教育。STEM最初代表着由科学、技术、工程和数学四个学科集合而成的跨学科整体。S萨布罗（Nancy Tsupros，2009）等人从教学层面上将STEM定义为“一种跨学科的教学方法，将严谨的学术概念与学校、社区、工作等现实世界背景相结合”。2015年开始，普渡大学Carla Johnson教授领衔制定全美中小学生STEM课程规划，她指出，STEM教育中涵盖了科学探究技术和工程设计、数学分析以及21世纪的跨学科素养和技能，并努力实现基于标准的科学和数学科学。STEM教育的关键是跨学科、灵活课时与深度学习（曹培杰，2018）。2014年，美國雅克曼教授提出STEAM教育概念，“借助数学元素，通过工程和艺术来理解科学和技术”，也就是说将艺术（Art）融合入STEM教育，成为包容性更强的跨学科素养教育。STEAM教育既强调工程设计与数学思维，又重视科学、人文、语言、艺术等课程的创新思维。基于STEAM视角进行科普旅游资源开发，能充分挖掘地方特色旅游资源的文化内涵，从社会人文、风土人情、地理资源、旅游科技等方面深度挖掘科普旅游文化资源，形成多元化的科普旅游产品。STEAM教育的跨学科融合思维，重视不同学科的独立价值以及各学科之间的相互作用，适应互联网新技术发展的多元化趋势，为互联网时代的科普旅游资源开发提供了强有力的理论支持，能有效提升科普旅游资源开发的科学性与教育性。

二、STEAM教育与科普旅游资源开发

当前，国内科普旅游尚处于初期发展阶段，常见科普资源开发主要依托传统的旅游路线开发增加相关的科普元素、科学考察、野外生存训练等。具体来说，常见的科普旅游资源开发策略主要为：依托旅游景点的科普旅游路线开发、旅游景区的科普展馆设计、基于新技术的科普旅游软件开发等。其中，前两者的开发主要来源于传统旅游业的从业人员与行业专家，基于技术的科普旅游软件开发则大多来源于信息技术与旅游行业、教育专家的合力开发。

随着互联网技术与虚拟现实技术的发展，各种旅游资源开发策略互相融合，线上旅游与线下旅游相互促进，形成多元化的科普旅游产品与项目。在互联网+旅游领域，STEAM教育的影响日趋深入，互联网科普旅游产品的设计更加多元与丰富。在旅游景区建设中，各种旅游博物馆建设、基于技术的科普旅游产品已逐渐引起重视，运用STEAM教育理论与互联网新技术，不仅能形成多元化的数字化旅游产品，而且有助于区域特色科普旅游资源的设计与开发。

三、互联网技术融合的科普旅游资源开发

互联网技术的迅猛发展，为科普旅游资源的开发带来许多新型的技术产品，极大地丰富了科普旅游的线上与线下活动形式。在科普旅游领域，常见的数字化平台有：数字博物馆、虚拟科技馆以及虚拟旅游系统等。主要体现为多元化的资源类型：数字化网站、移动端应用软件（简称App）、虚拟旅游以及互动展品等。

（一）数字化旅游资源网站

数字化旅游资源网站，大多来自于数字博物馆的建设。自20世纪90年代起步，数字化博物馆逐步进入快速发展阶段，许多地区开始涌现一批数字博物馆、科技馆。数字化博物馆突破时空的限制，为社会公众提供多层次的旅游信息服务，成为各国展示文化旅游资源的重要舞台。在我国，故宫博物馆、中国科技馆、北京科技馆、上海科技馆以及西安博物馆等实体博物馆率先建起数字博物馆网站，开展虚拟漫游、场馆科普等文化旅游项目。此外，各种网上虚拟博物馆发展很快，例如，百度百科数字博物馆与各专业博物馆合作，推出中国国家博物馆、中国园林博物馆等专题化数字博物馆。在呈现方面，越来越多的数字博物馆通过短视频、全景图片、虚拟现实等技术，立体直观地向用户展现各种专题的独家馆藏知识或旅游文化知识，极大丰富了用户的感官体验。

虽然数字博物馆建设取得了一定成效，但许多地区的数字博物馆仍然处于起步发展阶段，具有区域旅游特色的数字博物馆鲜为少见。很多博物馆网站中的藏品呈现信息单一，缺乏多媒体、移动App、虚拟影像等新技术的运用，缺乏与相关的旅游文化知识结合，欠缺面向中小学生的科普教育活动，难以引起公众的关注。由于数字博物馆的地区差异与发展滞后性，许多地区的数字博物馆仅仅是实体展品的简单展示，无法形成高品质的数字化旅游文化衍生产品，远远不能满足区域旅游经济与科普教育的发展需求。如何基于地方生态旅游景区的典型特点，运用移动互联、虚拟现实等新技术挖掘与开发高品质的数字化科普旅游资源、软件与平台，成为区域性生态旅游与科普教育发展的重要课题。

（二）虚拟现实技术支持的科普旅游项目

在虚拟旅游系统构建方面，国外对于虚拟旅游的研究由来已久。1995年，Hobson教授和Williams教授最早提出了虚拟旅游的概念。2003年美国旧金山林登实验室开发的“第二生命”桌面式虚拟世界（www. secondlife.com），玩家可在游戏中扮演虚拟角色，体验真实生活，并提供了众多景点的虚拟场景，方便游客在全世界各地的名胜景点旅游。2004年，美国IBM公司在埃及开发了“永恒的埃及”文物遗产网站（www.eternal egypt.org），网站收纳了埃及9所博物馆的资料，并提供与手机数据传送和语音服务功能相连接的“电子导航”互动业务。相比于西方旅游发达国家，我国虚拟旅游发展起步较晚，但发展迅速。李萌（2013）研究了基于Kinect体感交互的沉浸式森林景观展示系统。王晓雨（2016）采用3Dmax、Unity3d虚拟现实技术和Kinect骨骼跟踪技术创建虚拟3D敦煌莫高窟漫游系统，并加入头盔显示器实现沉浸式漫游效果。

随着移动技术、虚拟技术（VR）、增强现实（AR）等技术的迅猛发展，移动网络、虚拟现实支持的数字博物馆与博物馆App软件发展尤为迅速。其中，VR在数字博物馆的应用由来已久，其作用主要表现为：拓展旅游资源、实现内容可视化呈现、提供虚拟预演、加强深度旅游体验。2016年，中国科技馆启动了首个虚拟现实博览会，引进全球最大裸眼3D屏幕，提供了“基因探索”“嫦娥奔月”“航母虚拟漫游”等多个互动展项。近年来，虚拟博物馆的创新应用逐渐增多，如：2018年故宫博物馆推出了《清明上河图》高科技互动艺术展演，以360度全息沉浸交互、VR、经典舞台艺术和4D球幕影像等多重结合，让观众“真实”体验藏品所蕴含的宋代历史文化生活。

（三）移动App支持的科普旅游产品

移动端应用软件（即Application，简称App），特指智能手机、平板电脑等的第三方应用程序，这两年发展日益增多，具有文化旅游价值的博物馆App陆续推出。借助博物馆旅游App软件，用户可在手机端获取文化展品、旅游景点、非遗文化、民间传说等丰富的富媒体信息与虚拟场景体验，形成跨时空的旅游文化体验。虚拟博物馆与旅游文化类App的创新发展，不仅提升了各种旅游景区的旅游文化体验，而且促进线下旅游与线上旅游的深度结合，正成为科普旅游发展的新兴方向。

从文化旅游的视角分析，博物馆旅游App软件主要有三种类型：旅游信息类App、虚拟导览类App、旅游文化类App以及游戏益智类App。其中，旅游信息类App软件侧重对展览信息进行介绍，主要采用H5等技术进行简单的图片和视频呈现。虚拟导览类App，主要在2016年以来出现，注重融合移动AR等新兴技术。旅游文化类App侧重挖掘旅游地的衍生文化，常见的App软件如：《口袋博物馆》、《博物馆复活展》、《自然博物馆带回家》以及《城市博物馆》等。第三类游戏益智类博物馆App软件，大多是新型的互动类App，注重设计游戏化学习的情境主题，综合运用虚拟漫游、三维展示、增强现实、LBS（基于位置的服务）等新兴技术。例如，“我在大清当皇帝”App软件，以“帝王养成”视角进行独创性设计，2018年刚发布两个月就達到400万次安装。故宫博物馆尤为重视旅游App软件开发，开发了《雍正行乐图》、《清代皇帝服饰》等App，不仅具备虚拟导览与文物介绍等常见功能，还特别重视衍生文化的创新设计。其中，2014年推出《皇帝的一天》App，以故宫展品与故事为主线，而且融合游戏元素与旅游知识，成为深受欢迎的益智类博物馆旅游App。此外，中国科技馆以“十三种不同嘴型的雀鸟（达尔文的思索）”展品为基础，设计开发了《达尔文在加拉帕格斯群岛的一天》的主题APP，展品原型与APP的科普互动游戏相互呼应。天津博物馆将相关的社教活动以直播形式上传到网络平台，打造了“天津博物馆公众教育平台”。

四、结论

总之，在网络技术与智慧旅游的双重推动下，数字博物馆、虚拟旅游、旅游App、数字旅游平台等数字化旅游配套产品的开发，日益成为世界各国开展科普旅游的重要途径。基于移动互联网与虚拟现实等新技术支持的数字化科普旅游产品，正成为新媒体时代旅游文化教育的新载体，具有广阔的应用前景。在数字化科普旅游产品开发中，不仅要重视旅游文化的多学科交叉属性，更要强调运用跨学科融合的STEAM教育提升其产品设计的文化内涵，使数字化旅游产品有品位、有趣味、有创意，从而为游客带来立体化的深度旅游体验与难忘的教育意义。

（作者单位：海南师范大学初等教育学院）